项目一 小信号放大器

项目一高频小信号放大器

主要内容：

➢基础知识

➢模块介绍

➢项目训练

1、基础知识

1.1高频小信号放大器的概念及分类

1、高频小信号放大器概念

放大高频小信号（中心频率在几百千赫兹到几百兆赫兹）的放大器称为高频小信号放大器。

2、高频小信号放大器分类

根据工作频带的宽窄不同，高频小信号放大器分为宽带型和窄带型两大类。

所谓频带的宽窄指的是相对频带，而不是绝对频带，即通频带与其中心频率的比值。

宽带放大器的相对频带较宽，往往在0.1以上；窄带放大器的相对频带较窄，往往小到0.01，本项目主要介绍小信号谐振放大器。

1.2 宽带放大器

1.2.1宽放的特点及分析方法

1、特点

①采用特征频率f T很高的高频管；

②负载为非谐振的；

③对电路的技术指标要求高。

2、分析方法

分析宽带放大器的频率特性，可以采用与分析一般音频放大器频率特性相似的方法，即稳态（又称频域分析法）。也可以用另一种分析方法，就是考察阶跃信号通过放大器后的失真情况，称为暂态法（又称时域分析法）。

1）稳态法

依据：任何复杂的信号都可看成是由许多不同频率、不同幅度的正弦波的叠加。

方法：通过分析或测量宽带放大器对不同频率正弦波的响应，得到电路的幅频特性和相频特性，并由此分析出该放大器的一些性能指标。

应用连接图示：

2）暂态法

依据：任一信号都可看成由许多起始时间不同、幅度不同的矩形脉冲的叠加。

方法：通过观察矩形脉冲经宽带放大器放大后波形的失真情况，来判断该放大器的相关特性。

应用连接图示

1.2.2 扩展通频带的方法

1、组合电路法

放大电路三种组态的特点：

共射：Au大，Ri、Ro中，f H低

共集： Au小， Ri大，Ro小， f H高

共基： Au大， Ri小， Ro大， f H较高

适当组合可得到以下几种常见的组合电路：

2、负反馈法

引入负反馈课扩展放大器的通频带，而且反馈越深，通频带扩展得越宽。但是，引入负反馈容易造成放大器工作的不稳定，甚至出现自激振荡，这是必须注意的问题。

3、集成宽带放大器

1.3小信号谐振放大器 1.3.1谐振放大器概念

采用调谐回路作为负载的放大器，选频或滤波是其基本特点。

选频网络在高频电子线路中得到广泛应用，它能选出我们需要的频率分量，滤去不需要的频率分量。

1、LC 串联谐振回路 （1）概述

信号源与电容和电感串接，就构成LC 串联谐振回路。

串联谐振回路的阻抗在某一特定频率上具有最小值，而偏离这个特定频率的时候阻抗将迅速增大。回路的这种特性称为谐振特性，这个特定频率就叫做谐振频率。

谐振回路具有选频和滤波作用。 （2）谐振条件

谐振回路（由L 、C 组

各种滤波器

LC 集中滤波器 石英晶体滤波器 陶瓷滤波器 声表面波滤波器

选频网络

单振荡回路

耦合振荡回路

（3）谐振特性

①谐振时（o ωω=），回路电抗X 为0，阻抗Z=R 为最小值，且为纯电阻性； 0ωω>时，1

L>C

ωω，回路呈感性； 0ωω<时，1

L<

C

ωω，回路呈容性。 ②谐振时，电流达到最大且与电源同相。③谐振时，电感及电容两端电压模值相等，且等于外加电压的o Q 倍。 品质因数o Q ：

谐振时回路感抗值（或容抗值）与回路电阻R 的比值称为回路的品质因数，以o Q 表示，它表示回路损耗的大小。

o o o 1

Q L

R

CR

ωω=

=

广义失谐系数ξ，表示回路失谐大小的量，其定义为

o o o o o 1

()Q o L L X

C R

R R ωωωωωωωξωωωω-

⎛⎫⎛⎫=

=

=-=- ⎪

⎪⎝⎭⎝⎭

失谐时的阻抗

（4）谐振曲线和通频带 ①谐振曲线

串联谐振回路中电流幅值与外加电压频率之间的关系曲线称为谐振曲线。

可用N (f )表示谐振曲线的函数。

ωωωj e z C

L j R jx R z ||)1

(=-

+=+=2

222)1(||C

L R X R z ωω-

+=+=R

C

1L arctg R

X

arctg

ω-

ω==ϕ令10X L C

ωω=-= 则s o V I I R ==&&&达到最大值，回路发生谐振。 串联谐振角频率o ω和频率o f 分别为

o LC ω=

2o f LC

π=

s

s V 1

()

()1V ()

R j L I

R C N f I R j L C R

ωωωω+-

==

=

+-&&&&o

失谐时电流谐振时电流

1

1

1

11j L C

R

ξ

ωω==

+-

+

由图可见，回路的o Q 值越高，谐振曲线越尖锐，回路的选择性好。因此，回路o Q 值的大小可说明回路选择性的好坏。 ②通频带

回路外加电压的幅值不变，改变频率，回路电流I

&下降到I &o

的1

2

时所对应的频率范围称为谐振回路的通频带，其绝对值（用0.72ω∆或0.72f ∆表示）为

0.7212ωωω∆=-0o Q ω=

或 0.7212f f f ∆=-0o

Q f

= 由此可见，通频带与回路的品质因数o Q 成反比，

o Q 越高，谐振曲线越尖锐，回路的选择性越好，但通频

带越窄。

2、LC 并联谐振回路 （1）概述

对于信号源内阻和负载比较大的情况，宜采用并联谐振回路。 电感线圈L 、电容C 、外加信号源相互并联，就构成LC 并联谐振回路。

LC 并联谐振回路 LC 并联谐振回路的等效电路